Низкоразмерные и композитные сверхпроводящие метаматериалы

Координатор проекта: Шаненко А.А.
Исследователи: Вагов А.В.
Внешнее сотрудничество: Столяров В.В. (Университет МФТИ, Россия), Агиар Ж.А. (Федерельный Университет штата Пернамбуко, Бразилия), Кордоба-Камачо В.Е. (Католический Университет Ресифе, Бразилия)


Последние результаты и публикации:


Взаимодействие и кластеризация вихрей в тонких сверхпроводящих пленках

Формирование кластеров находится в центре внимания междисциплинарных исследований как в химии, так и в физике.  Мы рассматриваем экзотический пример этого явления в вихревой материи тонкого сверхпроводника. В сверхпроводящих пленках кластеризация происходит из-за особых свойств вихревых взаимодействий в кроссоверном или интертипном режиме между типами сверхпроводимости I и II. Эти взаимодействия определяются двумя параметрами: параметром Гинзбурга-Ландау κ, который определяет сверхпроводящий материал пленки, и толщиной пленки d, которая контролирует эффекты, связанные с магнитным полем вне образца.

В работе показано, что их конкуренция порождает сложную пространственную зависимость потенциала взаимодействия между вихрями, приводящую к формированию вихревых кластеров в виде цепочек.

Vortex Interactions and Clustering in Thin Superconductor
W. Y. Cordoba-Camacho, A. Vagov, A.A. Shanenko, J. Albino Aguiar, A. S. Vasenko and V. S. Stolyarov
The Journal of Physical Chemistry Letters 12, 4172 (2020); DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c00764


Спонтанное образование сверхструктур в сверхпроводящих пленках

Тонкие сверхпроводящие пленки обычно относятся к сверхпроводникам второго рода, даже если они изготовлены из материала первого рода. Причина - в наличии магнитных полей рассеяния, стабилизирующих вихри за счет дальнодействующего отталкивания. Хотя очень тонкие пленки действительно достигают этого предела, существует большой интервал значений толщины, при котором магнитные свойства сверхпроводящих пленок не могут быть отнесены ни к одному из двух обычных типов сверхпроводимости.

Наши предыдущие расчеты показали, что в этом интервале в системе наблюдается спонтанное формирование структур магнитного потококонденсата и сверхструктур, возникающих из-за взаимодействия между эффектами дальнего рассеяния и близости к точке самодвойственности Богомольного. В основе этих расчетов лежали периодические граничные условия, которые, как известно из классической электродинамики, для систем с дальнодействующим взаимодействием могут приводить к искажениям поля и значительным расхождениям результатов разных методов расчета.

В этой работе мы показываем, что подобные спонтаннно возникающие конфигурации получаются и для сверхпроводящих пленок с открытыми граничными условиями в плоскости и, таким образом, это явление не зависит от граничных условий.

Spontaneous pattern formation in superconducting films
W. Y. Cordoba-Camacho, R. M. da Silva, A. A. Shanenko, A. Vagov, A. S. Vasenko, B. G. Lvov, and J. Albino Aguiar
J. Phys.: Condens. Matter 32 (7), 075403 (2020); DOI: 10.1088/1361-648X/ab5379